文 献 综 述
1引言
碳纳米管自1991年被日本电镜学家lijima在用电弧法制备C60的过程中首次发现后,其由于独特的结构及优良的力学、电学和化学等性能,呈现出广阔的应用前景,吸引了材料、物理、电子、化学等领域众多科学家的极大关注,成为国际新材料领域的研究前沿和热点。目前,关于碳纳米管的特性和制备方法的研究已取得很大的进展,重点正在转向其规模化生产和应用领域的研究。碳纳米管作为纳米材料中最具潜力的材料之一,其制备工艺的研究得到广泛关注。
1.1碳纳米管的制备方法
碳纳米管的制备方法主要有电弧放电法、激光蒸发法和催化热解法等,其中催化热解法由于具有反应过程易于控制、适用性强、制备方法简便、产品纯度高等优点,而被广泛应用于制备碳纳米管。
1.2碳纳米管的导电性
利用碳纳米管具有极好的导电特性、电致发光等其他性能,可制备功能复合材料。Curran等[1]将少量多壁碳纳米管掺入到共轭发光聚合物中得到了碳纳米管/聚合物复合材料,电导比原聚合物的提高了8个数量级,较小的电流密度就可使之发出荧光。Sandler等[2]将0.1 vol%碳纳米管掺入到环氧树脂中,可使复合材料的电导率达到10-2 S·m-1,可将其用作防静电材料,这种导电性碳纳米管复合材料有望用于汽车车体上。另外,将经化学修饰的碳纳米管衍生物与聚合物共混纺制碳纳米管复合纤维,其不仅具有导电或抗静电性,还具有高的强度和模量,该类复合纤维可望应用于轻便且刀枪不入的装甲和防弹背心或服装材料。
1.3碳纳米管催化剂
碳纳米管由于量子效应使其具有特异性催化和光催化等性质,使人们对其在催化化学中的应用产生极大兴趣。目前,碳纳米管直接用来作为催化剂的例子并不多,Lou等[3]将比表面积为180 m2/g的碳纳米管直接应用于NOx的催化还原,在573 K获得8%的NO转化率,当温度升至873 K可得到100 %的NO转化率。这是有关纳米材料量子效应在催化化学中一个成功的应用例子。由于碳纳米管具有独特的电子、孔腔结构和吸附性能等,在催化方面主要用作催化剂载体,在加氢、脱氢和择形催化反应中显示出很大的应用潜力。碳纳米管一旦在催化化学上获得应用,就能极大地提高反应的活性和选择性,有望产生巨大的经济效益[4]。
1.4碳纳米管的氧化处理方法
